專利名稱：選擇服務會話控制功能實體的系統及方法
技術領域：
本發明涉及IP多媒體子系統(IMS)技術，尤指一種在IMS中，選擇服務會話控制功能(S-CSCF)實體的系統及方法。
背景技術：
在第三代(3G)移動通信系統中，已提出基于IP技術的多媒體通信技術，其中，IMS是3G移動通信的關鍵技術。
用戶終端(UE)在使用IP多媒體子系統服務前，必須要注冊到IMS域，而IMS域會選擇一個服務會話呼叫控制功能(S-CSCF)實體為UE服務。按照現有標準，由詢問會話呼叫控制功能(I-CSCF)實體進行S-CSCF的選擇和指派。I-CSCF要根據用戶請求的服務能力、運營商的策略(針對某個用戶)、單個S-CSCF服務能力、網絡的拓撲信息如用戶的位置信息，代理會話控制功能(P-CSCF)實體的位置信息，S-CSCF的位置信息等、S-CSCF的可用性信息等來選擇S-CSCF，但對于I-CSCF如何獲得網絡中S-CSCF服務能力及狀態、拓撲信息等沒有具體方案，I-CSCF如何選擇S-CSCF也沒有具體實現方案。對于初期網絡，由于網絡比較小，S-CSCF數量比較少，選擇接入點S-CSCF需要的大部分信息可以根據手工配置在I-CSCF中，或者在I-CSCF和S-CSCF等其它設備為同一生產廠商設備時可以采用私有協議或方法來獲取相關S-CSCF的信息，進行S-CSCF的選擇。本文中，將S-CSCF實體簡稱為S-CSCF、I-CSCF實體簡稱為I-CSCF、P-CSCF實體簡稱為P-CSCF。
目前確定S-CSCF的方法更多的是依賴配置，在I-CSCF上靜態配置S-CSCF的信息，I-CSCF依據配置信息和用戶要求的服務能力進行S-CSCF的選擇。在小規模網絡的情況下，這種做法是完全可行的，但在網絡規模擴大的情況下，隨著各種網絡實體的增多，組網的復雜，必須考慮到各個S-CSCF實體之間負載的動態均衡和冗余，以使網絡對用戶提供更好的服務。
如果一旦更換某個S-CSCF的配置，或者某個S-CSCF發生故障或更換，或者網絡拓撲發生變化時，則需要通知保存該S-CSCF的所有的I-CSCF更改相應的配置數據。除此之外，在網絡中，各I-CSCF中均需要配置S-CSCF的信息，而且由于各I-CSCF間沒有協調機制，很有可能會造成多次選擇S-CSCF而造成該S-CSCF的負擔過重，從而降低了網絡對用戶提供服務的質量。
發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種選擇服務會話控制功能實體的系統，能夠根據S-CSCF信息，選擇滿足用戶要求的服務能力的S-CSCF，使得網絡對用戶提供更好的服務。
本發明的另一目的在于提供一種選擇服務會話控制功能實體的方法，能夠根據S-CSCF信息，選擇滿足用戶要求的服務能力的S-CSCF，使得網絡對用戶提供更好的服務。
為達到上述目的，本發明的技術方案具體是這樣實現的一種選擇服務會話控制功能S-CSCF實體的系統，包括詢問會話控制功能I-CSCF實體、S-CSCF實體，該系統還包括服務會話控制功能選擇功能SSF實體，對S-CSCF實體進行管理，選擇S-CSCF實體；SSF實體接收來自I-CSCF實體的選擇提供服務的S-CSCF實體的請求，選擇S-CSCF實體，向該I-CSCF實體返回選擇出的S-CSCF實體。
所述SSF實體進一步包括向S-CSCF實體請求動態S-CSCF信息，接收來自S-CSCF實體返回的動態S-CSCF信息并存儲；
或者接收來自S-CSCF實體上報的動態S-CSCF信息并存儲；或者通過網管系統，間接獲取動態S-CSCF信息并存儲。
所述SSF實體為獨立實體，或者是設置在I-CSCF實體中的功能模塊。
所述SSF實體為一個或一個以上。
一種選擇服務會話控制功能S-CSCF實體的方法，在系統中設置用于對S-CSCF實體進行管理，選擇S-CSCF實體的服務會話控制功能選擇功能SSF實體，該方法包括SSF實體獲取S-CSCF信息，當SSF實體接收到來自系統的I-CSCF實體發起的提供服務的S-CSCF實體的請求時，SSF實體根據自身存儲的S-CSCF信息，選擇滿足該請求中攜帶的用戶要求的服務能力的S-CSCF實體，并向該I-CSCF實體返回選擇出的S-CSCF實體。
所述S-CSCF信息為靜態S-CSCF信息；所述SSF實體獲取S-CSCF信息的方法為在所述SSF實體中配置S-CSCF信息。
所述S-CSCF信息包括靜態S-CSCF信息和動態S-CSCF信息；所述SSF實體獲取S-CSCF信息的方法為在所述SSF實體中配置S-CSCF信息中的靜態S-CSCF信息和動態S-CSCF信息；或者在所述SSF實體中配置S-CSCF信息中的靜態S-CSCF信息，所述從S-CSCF實體動態獲取動態S-CSCF信息。
所述動態獲取動態S-CSCF信息的方法為所述SSF實體向S-CSCF實體請求動態S-CSCF信息，所述S-CSCF實體將自身的動態S-CSCF信息返回給SSF實體；或者所述S-CSCF實體主動上報自身的動態S-CSCF信息給SSF實體；或者通過網管系統，間接獲取動態S-CSCF信息并存儲。
所述靜態S-CSCF信息包括S-CSCF服務能力、S-CSCF名稱、S-CSCF地址、S-CSCF網絡標識、P-CSCF名稱、P-CSCF地址，P-CSCF網絡標識、用戶地址段列表信息。
所述動態S-CSCF信息包括S-CSCF可用性、S-CSCF負載情況及網絡邏輯距離NLD。
該方法還包括在所述SSF實體中預先設置選擇S-CSCF的策略；所述SSF實體選擇S-CSCF實體的方法為根據所述SSF實體自身管理的靜態S-CSCF信息，按照所述選擇S-CSCF的策略，選擇滿足所述用戶簽約的最大服務能力的S-CSCF實體。
所述SSF實體確定S-CSCF實體的方法還包括所述SSF實體根據動態S-CSCF信息中的S-CSCF的可用性信息，按照所述選擇S-CSCF的策略，從所述滿足用戶簽約的最大服務能力的S-CSCF中選出S-CSCF的可用性信息顯示為可用的S-CSCF實體。
所述SSF實體確定S-CSCF實體的方法還包括所述SSF實體根據動態S-CSCF信息中的S-CSCF的負載情況，和/或NLD信息，按照所述選擇S-CSCF的策略，確定NLD最小的S-CSCF實體或負載低的S-CSCF實體。
當所述SSF實體為一個以上時，SSF實體工作于冗余備份方式或主備備份方式。
由上述技術方案可見，本發明通過專門用于對S-CSCF進行管理、選擇S-CSCF的服務會話控制功能選擇功能(SSF)實體，SSF根據自身管理的S-CSCF信息如S-CSCF服務能力、S-CSCF當前負載情況、S-CSCF可用性等，選擇能盡可能滿足用戶要求的服務能力的S-CSCF為該用戶提供服務。相比于現有標準中規定的使用I-CSCF來選擇S-CSCF，本發明采用專門的SSF使得IMS網絡中的實體功能劃分更清晰了；同時對于S-CSCF信息動態管理，可以避免在S-CSCF更換或發生故障時，及時選擇可用的S-CSCF，優化了S-CSCF的選擇，便于實現S-CSCF之間的負載均衡和冗余，在單個S-CSCF配置發生改變或單個S-CSCF發生故障時不需要更改大量的配置數據，易于進行系統管理。
進一步地，本發明還根據網絡拓撲信息如P-CSCF、S-CSCF列表、以及反映網絡拓撲結構的網絡邏輯距離(NLD)，優先選擇和UE的P-CSCF之間NLD最小的S-CSCF為UE提供服務，本發明方法進一步優化了S-CSCF的選擇，確保了呼叫信令通道的服務質量(QoS)。
本發明除了支持SSF的功能來優化S-CSCF選擇外，在采用同一生產廠商的設備時，設備商可以采用私有的協議或者網管或者其它方法等優化S-CSCF的選擇。
圖1是本發明系統的組成結構示意圖；圖2是本發明確定S-CSCF實體的方法的流程圖。
具體實施例方式
本發明的核心思想是設置用于選擇S-CSCF的SSF實體，SSF實體根據自身管理的S-CSCF信息，選擇出滿足用戶的服務能力的S-CSCF為該用戶提供服務。
為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉較佳實施例，對本發明進一步詳細說明。
圖1是本發明系統的組成結構示意圖，如圖1所示，本發明系統除了包括現有的歸屬用戶服務器(HSS)、I-CSCF、S-CSCF、P-CSCF及用戶終端(UE)外，還包括專門用于對S-CSCF進行集中管理、確定S-CSCF的SSF實體，該SSF實體與I-CSCF、S-CSCF之間分別通過X1接口和X2接口相連接，這里，X1接口和X2接口只是表示存在一個接口，不表示真實的命名。需要說明的是，當SSF中維護和管理的S-CSCF信息及其它相關信息可以是通過配置或從網絡的網管中心獲得的或者其它方式如多個S-CSCF共享數據庫獲取的，那么SSF與S-CSCF之間可以不存在連接。
SSF中存儲有歸屬域中所有S-CSCF的S-CSCF信息，包括S-CSCF服務能力，S-CSCF名稱、S-CSCF地址、S-CSCF網絡標識、S-CSCF可用性等，還可以進一步包括S-CSCF負載情況；SSF中存儲有歸屬域的網絡拓撲信息，如P-CSCF列表、用戶地址段列表，其中，P-CSCF列表可包括P-CSCF名稱、P-CSCF地址、P-CSCF網絡標識等；用戶地址段列表用于定位用戶地址是從哪個設備分配的，通過該用戶地址段列表可以了解網絡情況，該用戶地址段列表與選擇S-CSCF關系不大，還可以進一步包括P-CSCF實體與S-CSCF實體之間的NLD等其它的拓撲信息。
本文中，NLD是一個反應網絡資源狀況的綜合參數，表示兩個實體之間的帶寬、實體之間的連接類型或用戶接入類型、傳輸時延、網絡跳數、以及網絡資源統計占用情況等的指標。在確定S-CSCF時，除了S-CSCF自身的服務能力外，NLD越小，表示兩個實體之間帶寬比較寬，數據傳輸經過的網絡設備少，實體之間通信鏈路越通暢，即該S-CSCF與P-CSCF間的網絡資源情況越好，信令的QoS更易于得到保證。
上述S-CSCF信息中，S-CSCF服務能力、S-CSCF名稱、S-CSCF地址、S-CSCF網絡標識、P-CSCF名稱、P-CSCF地址，P-CSCF網絡標識、用戶地址段列表等信息，一般在網絡建設好后，一般不會隨網絡的使用情況發生變化，除非網絡配置發生改變。本文中將這類不隨網絡的使用情況發生變化的信息稱為靜態S-CSCF信息。SSF中的靜態S-CSCF信息通過配置獲得；S-CSCF可用性、S-CSCF負載情況及網絡拓撲如網絡實體之間的NLD等信息，會隨著網絡使用情況發生相應變化，比如某S-CSCF為更多的UE提供服務時，S-CSCF負載情況會顯示負載大；某S-CSCF出現故障時，S-CSCF可用性會顯示該S-CSCF不可用等等。本文中將這類隨網絡的使用情況發生變化的信息稱為動態S-CSCF信息。SSF中的動態S-CSCF信息可以通過其它方式獲得，比如根據網管中心的動態數據進行更新數據或者網管定時將相關的信息發送給SSF，也可以在SSF中增加類似網管中心的功能，由SSF自身動態獲取動態S-CSCF信息。網管中心動態獲取上述動態S-CSCF信息的方法屬于現有技術，這里不再贅述。本發明強調的是，在SSF中，集中對S-CSCF信息進行管理、并根據自身管理的S-CSCF信息選擇S-CSCF。
SSF接收來自I-CSCF的確定提供服務的S-CSCF的請求，選擇S-CSCF，并向I-CSCF返回選擇出的S-CSCF。進一步地，SSF也可以通過X2接口，從S-CSCF中獲取動態S-CSCF參數，SSF可以定時查詢S-CSCF來獲取S-CSCF動態信息如向所述S-CSCF請求動態S-CSCF信息，接收來自S-CSCF返回的S-CSCF動態信息并存儲，SSF也可以接收由S-CSCF主動上報的動態S-CSCF信息并存儲等。
SSF也可以設置在I-CSCF中，作為I-CSCF中的一個功能模塊。此時可以在網絡中選擇在幾個如兩個I-CSCF中設置SSF，并且保證SSF中S-CSCF信息是一致的，此時X1接口屬于I-CSCF內部接口，I-CSCF與S-CSCF之間的接口除了已有的Mw接口外，還可能存在X2接口。這兩個SSF可以采用冗余備份方式同時使用，也可以設置一個為主SSF，另一個為備SSF，采用主備備份方式使用SSF，以便其中一個I-CSCF發生故障時，也能正常使用SSF來確定S-CSCF，使得網絡對用戶提供更好的服務。關于冗余備份方式和主備備份方式的具體實現屬于本領域技術人員公知技術，這里不再詳述。
下面結合用戶的注冊流程，舉例說明SSF確定S-CSCF的方法，圖2是本發明確定S-CSCF實體的方法的流程圖，具體包括以下步驟步驟200～步驟202UE通過P-CSCF實體向自身所屬歸屬網絡的I-CSCF實體發起注冊請求；I-CSCF向HSS發起用戶注冊狀態查詢請求，并接收來自HSS的用戶注冊狀態查詢響應。
本步驟的具體實現可參見相關協議規定，這里不再詳述。需要強調的是，I-CSCF在接收到用戶注冊狀態查詢響應后，不選擇S-CSCF。
步驟203I-CSCF根據發起注冊請求的UE的用戶簽約的最大服務能力，向SSF發送請求提供服務的S-CSCF消息。
該請求提供服務的S-CSCF消息中攜帶有用戶簽約的最大服務能力、用戶的公共用戶標識(Public User Identity)、用戶所在歸屬域的域名、P-CSCF名稱、P-CSCF網絡標識、UE的IP地址、P-CSCF的IP地址。
步驟204～步驟205SSF確定S-CSCF，并向I-CSCF響應確定的S-CSCF。
SSF收到請求提供服務的S-CSCF消息后，根據SSF自身管理和維護的S-CSCF信息，如S-CSCF服務能力，按照預先設定的選擇S-CSCF的策略選擇能滿足用戶簽約的最大服務能力的S-CSCF，此時可能確定出一組S-CSCF。
進一步地，SSF可以根據S-CSCF的可用性，從上述確定出的一組S-CSCF中選出可用的S-CSCF。
進一步地，在選擇出的備選S-CSCF中，根據S-CSCF的負載情況，和/或當前P-CSCF與該S-CSCF的NLD，根據預先設定的選擇S-CSCF的策略確定S-CSCF，比如在S-CSCF正常負載如設定正常負載為60％的情況下，優先選擇P-CSCF和S-CSCF之間的NLD最小的S-CSCF提供服務，或者在所有備選S-CSCF均超過正常負載時，優先選擇負載較小的S-CSCF提供服務等。
NLD可以采取各種計算策略。通常來說，兩個實體之間帶寬越寬，則距離越小；網絡跳數越少即數據穿越的網絡設備越少，則網絡距離越小。這里僅舉例說明獲取方法之一可以是根據網絡拓撲結構進行粗略估算，這里舉例說明，假設實體A和實體B之間存在兩條完全不同的實際轉發路徑如路徑1和路徑2，其中，路徑1經由兩個路由器轉發，假設經過的兩個路由節點為節點D和節點E，實體A和節點D之間的帶寬為S1，節點D和節點E之間的帶寬S2，節點E和實體B之間的帶寬S3，那么，可以粗略估計實體A和實體B之間的路徑1的NLD為(1/S1+1/S2+1/S3)；假設路徑2經由一個路由器轉發且該路由節點為節點F，實體A和節點F之間的帶寬為S4，節點F和實體B之間的帶寬為S5，那么可以粗略估計實體A和實體B之間的路徑2的NLD為(1/S4+1/S5)。因此，實體A和實體B之間的NLD為(1/S1+1/S2+1/S3)，或(1/S4+1/S5)。
進一步地，本步驟中確定S-CSCF之前，SSF根據用戶的歸屬域域名和P-CSCF網絡標識判斷當前用戶是否為漫游用戶，如果是，則可以根據靜態S-CSCF信息、S-CSCF的可用性、S-CSCF的負載情況確定S-CSCF；而對于P-CSCF和S-CSCF之間的NLD信息，由于對于漫游用戶是無法確定漫游域的P-CSCF和歸屬域的S-CSCF之間的NLD的，所以此時NLD不作為確定S-CSCF的依據；如果當前用戶不是漫游用戶，則可以根據靜態S-CSCF信息、S-CSCF的可用性、S-CSCF的負載情況、網絡拓撲信息如NLD等確定S-CSCF。
至此，通過本發明的SSF及確定S-CSCF的方法，根據用戶請求的服務能力信息選擇了S-CSCF，本發明確定S-CSCF的方法中，進一步根據網絡拓撲信息如P-CSCF、S-CSCF列表、以及反映網絡資源狀況的P-CSCF和S-CSCF之間的NLD，優先選擇了NLD最小的S-CSCF，優化了S-CSCF的選擇。使得網絡對用戶提供了更好的服務。
步驟206I-CSCF向確定出的S-CSCF發起注冊請求。
步驟207～步驟208S-CSCF接收到注冊請求后，向HSS發送服務指配請求(SAR，Server Assignment Request)消息，HSS接收到SAR后向S-CSCF返回服務指配響應(SAA，Server Assignment Answer)消息。
步驟209～步驟211S-CSCF通過I-CSCF、P-CSCF向UE發送注冊成功消息200OK。
步驟206～步驟211的實現步驟與協議規定一致，可參見相關協議，這里不再贅述。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種選擇服務會話控制功能S-CSCF實體的系統，包括詢問會話控制功能I-CSCF實體、S-CSCF實體，其特征在于，該系統還包括服務會話控制功能選擇功能SSF實體，對S-CSCF實體進行管理，選擇S-CSCF實體；SSF實體接收來自I-CSCF實體的選擇提供服務的S-CSCF實體的請求，選擇S-CSCF實體，向該I-CSCF實體返回選擇出的S-CSCF實體。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述SSF實體進一步包括向S-CSCF實體請求動態S-CSCF信息，接收來自S-CSCF實體返回的動態S-CSCF信息并存儲；或者接收來自S-CSCF實體上報的動態S-CSCF信息并存儲；或者通過網管系統，間接獲取動態S-CSCF信息并存儲。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述SSF實體為獨立實體，或者是設置在I-CSCF實體中的功能模塊。
4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述SSF實體為一個或一個以上。
5.一種選擇服務會話控制功能S-CSCF實體的方法，在系統中設置用于對S-CSCF實體進行管理，選擇S-CSCF實體的服務會話控制功能選擇功能SSF實體，其特征在于，該方法包括SSF實體獲取S-CSCF信息，當SSF實體接收到來自系統的I-CSCF實體發起的提供服務的S-CSCF實體的請求時，SSF實體根據自身存儲的S-CSCF信息，選擇滿足該請求中攜帶的用戶要求的服務能力的S-CSCF實體，并向該I-CSCF實體返回選擇出的S-CSCF實體。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述S-CSCF信息為靜態S-CSCF信息；所述SSF實體獲取S-CSCF信息的方法為在所述SSF實體中配置S-CSCF信息。
7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述S-CSCF信息包括靜態S-CSCF信息和動態S-CSCF信息；所述SSF實體獲取S-CSCF信息的方法為在所述SSF實體中配置S-CSCF信息中的靜態S-CSCF信息和動態S-CSCF信息；或者在所述SSF實體中配置S-CSCF信息中的靜態S-CSCF信息，所述從S-CSCF實體動態獲取動態S-CSCF信息。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述動態獲取動態S-CSCF信息的方法為所述SSF實體向S-CSCF實體請求動態S-CSCF信息，所述S-CSCF實體將自身的動態S-CSCF信息返回給SSF實體；或者所述S-CSCF實體主動上報自身的動態S-CSCF信息給SSF實體；或者通過網管系統，間接獲取動態S-CSCF信息并存儲。
9.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述靜態S-CSCF信息包括S-CSCF服務能力、S-CSCF名稱、S-CSCF地址、S-CSCF網絡標識、P-CSCF名稱、P-CSCF地址，P-CSCF網絡標識、用戶地址段列表信息。
10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述動態S-CSCF信息包括S-CSCF可用性、S-CSCF負載情況及網絡邏輯距離NLD。
11.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，該方法還包括在所述SSF實體中預先設置選擇S-CSCF的策略；所述SSF實體選擇S-CSCF實體的方法為根據所述SSF實體自身管理的靜態S-CSCF信息，按照所述選擇S-CSCF的策略，選擇滿足所述用戶簽約的最大服務能力的S-CSCF實體。
12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述SSF實體確定S-CSCF實體的方法還包括所述SSF實體根據動態S-CSCF信息中的S-CSCF的可用性信息，按照所述選擇S-CSCF的策略，從所述滿足用戶簽約的最大服務能力的S-CSCF中選出S-CSCF的可用性信息顯示為可用的S-CSCF實體。
13.根據權利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述SSF實體確定S-CSCF實體的方法還包括所述SSF實體根據動態S-CSCF信息中的S-CSCF的負載情況，和/或NLD信息，按照所述選擇S-CSCF的策略，確定NLD最小的S-CSCF實體或負載低的S-CSCF實體。
14.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，當所述SSF實體為一個以上時，SSF實體工作于冗余備份方式或主備備份方式。
全文摘要
本發明公開了一種選擇服務會話控制功能(S－CSCF)實體的系統，該系統至少包括專門用于對S－CSCF進行管理、進行S－CSCF選擇的S－CSCF選擇功能(SSF)實體，本發明同時公開了一種選擇服務會話控制功能實體的方法，SSF根據自身管理的S－CSCF信息如S－CSCF服務能力、S－CSCF負載、S－CSCF可用性等，確定能盡可能滿足用戶要求的服務能力的S－CSCF為該用戶提供服務。本發明采用專門的SSF使得網絡中的實體功能劃分更清晰了，優化了S－CSCF選擇，便于實現S－CSCF之間的負載均衡和冗余；進一步地，本發明還根據網絡拓撲信息如P－CSCF、S－CSCF列表、以及反映網絡資源狀況的網絡邏輯距離(NLD)，優先選擇NLD最小的S－CSCF提供服務，減少網絡流量，確保了呼叫信令通道的服務質量(QoS)。
文檔編號H04W28/08GK101090561SQ20061008709
公開日2007年12月19日 申請日期2006年6月16日 優先權日2006年6月16日
發明者段朋勃, 黃華 申請人:華為技術有限公司